[发明专利]用于芯材料的改进的对接接头

说明书

技术领域

本发明的目的是经由沿夹芯复合体(Kernverbund)结构的厚度方向(z方向)引入增强元件而改进夹芯复合体结构中的对接接头的机械性能。本发明可以用于制备用于航空和航天，以及造船，机动车辆和有轨车辆构造，动力装置构造和运动设备构造中的应用的夹芯复合体。 

背景技术

为用于各种应用，将聚甲基丙烯酰亚胺泡沫配备纤维增强的层，以获得具有优异性能的复合材料。这些复合材料尤其用于制备转子叶片(US 5547629)。此外已经描述了与常见的热塑性材料的复合体，例如聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料与聚甲基丙烯酸甲酯的层压(EP 736372)。聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的另外应用通过在泡沫内结合入导电性颗粒而成功实现，从而这种泡沫可以用于吸收电磁辐射(DE 38 264 69A1)。也已描述了用于汽车工业的应用(JP 63315229 A2)。其它相关的专利还有DE 3304882 A、GB 1547978 A、DE 2822881、DE 2235028和DE 2114524。 

发明内容

目的

在由复合材料构成的构件的制备方面经常遇到的问题是，芯材料(泡沫材料，例如 型泡沫材料，其可在 GmbH获得，或还有其它泡沫材料，例如由聚氯乙烯(PVC)或PU构成的泡沫材料)不可以所要求或所希望的尺寸供使用。对于现代大容量客机的方向舵组，例如可能需要大约6m×5m的工件，但是由于制造技术的原因泡 沫材料片材仅能以较小的尺寸制备。 

除需要以所要求的尺寸提供芯材料之外，还需要将适合于阻止裂纹在泡沫材料内蔓延的增强材料结合到复合构件中。这种功能是尤其重要的，因为裂纹不能从外部辨别出，原因在于覆盖层是不透明的。 

在接头，例如对接接头(或称芯连接处)附近，由于刚性突变而在接头位置附近发生应力集中，其可能降低负荷能力。在接头位置，相同或不同的芯材料可以相互重叠地出现。 

本发明的目的是开发改进的对接接头。 

目的的实现

通过如下的对接接头达到了上述讨论的目的以及没有单独提及但是对于本领域技术人员可由引入性讨论而毫无困难地推论出的其它目的： 

夹芯复合体结构中相同或不同芯材料的改进的对接接头，其特征在于将一个或多个增强元件引入所述芯材料的与待改进的对接接头相邻的区域。 

优选，使用 泡沫材料作为芯材料。 

优选，使用碳纤维材料部件作为增强元件。 

本发明还提供本发明接头的制备方法。 

本发明还提供根据本发明的改进的对接接头在航天器、飞机、水上交通工具和陆上交通工具的构造中的用途。 

本发明还提供根据本发明的改进的对接接头在风动力装置的构造中的用途。 

本发明还提供根据本发明的改进的对接接头在运动设备的构造中的用途。 

通过在夹芯复合体的对接接头附近沿厚度方向引入增强元件，达到了所述目的。在此，不同或相同的芯材料或其它材料可以对接。 

本发明的实施方案

可以在具有较低和/或具有较高密度或刚度的芯材料的过渡区中引入增强元件(参见图1)。可以使用的增强元件的实例是碳纤维棒。增强元件另外可以穿透两个覆盖层，以例如改进脱层性能、冲击性能和裂纹蔓延性能，这样的结果是形成更耐受损害的对接接头和整个夹芯结构。可借助常规缝纫或簇绒方法，根据Aztex原理或TFC原理的销连接方法(根据Airbus)，将增强元件引入芯材料或夹芯复合体结构中。 

通过将增强元件引入芯材料中，首先可以降低刚度突变，从而可以降低应力集中，其次提高机械性能，例如拉伸性能、压缩性能、抗剪性能和脱层性能。这种有利的影响导致可以提高对接接头的静态和循环强度两者。 

增强元件还可以充当止裂器，从而可以防止裂纹可以从对接接头的一侧到另一侧的无阻蔓延。 

结果：

●由增强材料所引起的构件的重量增加为大约7％。但是这可以通过使用例如 RIMA代替 WF而进一步降低，使得总体上获得重量节约。 

●静态抗剪强度提高大约26％， 

●提高的循环抗剪强度， 

●更长寿命。 

泡沫材料的制备